化学史在《仪器分析》课程思政融入的探讨*

2022-11-28 00:56徐富建刘兴利

广州化工 2022年17期

徐富建，夏卉，刘兴利

(西南民族大学化学与环境学院，四川成都 610225)

教育部颁发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，立德树人是大学的立身之本，是对我国人才培养的根本要求。早在两千多年前老子就提出“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善”，可见在高校价值塑造、知识传授、能力培养“三位一体”的人才培养目标中，价值观塑造是最重要的。在高校全面推进课堂思政建设是时代的要求，是大势所趋，是实现中华民族伟大复兴和国家崛起的重要举措。西南民族大学为了贯彻中央精神，积极引导教师充分发掘运用各学科蕴含的思想政治教育资源，将马克思主义和爱国情怀、民族精神、人文关怀、创新思想等思政元素融入专业教育教学，全面推进学校课程思政改革，提高人才培养质量，实现三全育人。

仪器分析是获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法，其在科研、生产和生活中的应用极为广泛，因此《仪器分析》是化学、化工、生物、医药、环境、材料等相关专业的一门重要专业课程。仪器分析是一门交叉学科，所涉及的领域的发展日新月异，各种新原理不断涌现，各种仪器不断更新换代，内容涉及相关学科较多，有化学、物理、数学、生物、电学、机械、光学等，而且现代仪器结构复杂，理论较抽象，难以使学生产生感性的认识。要在有限课时内同时实现高效专业知识传授和高质量课堂思政融入对高校老师是一项挑战。为此，本文提出化学史为切入点，在知识传授过程中融入课堂思政，化学史在培养科学观、世界观和科学道德、激发爱国主义思想方面具有独特的作用，是极佳的思政教育元素，而且化学史教育还可以激发学生学习兴趣，促进学生对知识的汲取，实现思政内容与知识传授相互融入，可形成良性互动。

1 学史明理

从仪器分析的发展史中感悟科学技术的发展规律和真理的力量，树立正确的科学观。人类的科学史就是一部探索未知的历史，在化学史的发展过程中尤为突出，这是由于化学所研究的对象是分子，无法用常规观察手段获得信息，仪器分析的发展对于整个人类认识分子世界做出了巨大的贡献。在课堂上引导学生追寻仪器分析学科的发展足迹，可以帮助学生树立用发展的观点看待知识，进一步培养马克思主义的科技发展观。可以介绍仪器分析的发展史和前沿科研领域中先进的分析仪器，培养辩证唯物主义和理论联系实际科学精神和素养。例如以原子发射光谱的发展历史入手，讲述我国古代医药学家陶弘景通过焰色实验区别处真硝石和芒硝石，这是史书上最早的记载，说明我国祖先早就对光谱分析做过贡献。再通过科学家们不断创新、不断研究、不断发现的研究历程，最终建立了原子光谱分析法。通过我国古人对于光谱学的贡献，增强学生的文化自信，激发学生努力学习、科技报国的愿望和信念。此外，还可以回顾仪器分析对人类做出的贡献，这样有助于学生体会科学技术的力量，树立正确的科学观。比如介绍毛细管电泳在人类基因组计划面临困境时的横空出世，使得人类基因组计划得以提前完成。在人类基因组测序起步的时候，当时用的DNA序列的分析方法是凝胶电泳为主的方法，基本上还是手工运作的。但是在20世纪90年代以后，新的一个测序技术产生了就是毛细管电泳仪技术，使得测序的速度大大加快，一天就可以有100万个碱基对的序列被测出。可以使学生明白科学技术第一生产力，只有科学的进步才能带来效率质的飞跃。

2 学史增信

提升学习动力和兴趣，增强学生自信心，进一步培养质疑和挑战权威的精神。仪器分析的每种分析仪器和分析方法原理的发明发现背后，都是有着很多有趣真实的小故事，比如田中耕一意外发现激光解吸电离现象从而获得2002年诺贝尔化学奖的故事。田中耕一在日本东北大学工学院电气工程学系毕业后就加入日本岛津公司工作，加入了激光离子化飞行时间质谱仪课题组。金属、半导体以及易挥发化合物比较容易被激光离子化所以田中把主要精力投向了不易电离的生物大分子-蛋白质，当时获得蛋白质的分子离子峰是很困难的，离子源太强容易击碎大分子生成碎片，能量太弱又无法产生足够的电离，在一次失误的操作下，田中将甘油和纳米钴混合在一起，秉承着不浪费的原则尝试用于大分子的激光电离，没想到取得了奇效，最后实现了蛋白质的有效电离，田中耕一因此于2002年获得了诺贝尔化学奖。在介绍质谱离子源的过程中适当加入这种短小有趣的仪器分析发展史实的小花絮、小故事，可以引发学生的学习兴趣, 同时激发他们学习仪器分析课程的积极性。此外田中作为大学时代留过级、非化学专业出身、年仅43岁的企业工程师在勤奋努力的加持下也做出了伟大的科学发现，这对于培养学生学生们的自信心大有裨益，可以让学生体会到不一定要是权威大科学家才可以做出大的科学贡献，从而培养不畏权威的精神。

在介绍仪器分析发展史时，国内外教材中大多介绍的是外国科学家对仪器分析做出的贡献，很少提到仪器分析发展变革中的中国故事。通过对仪器分析发展史的梳理，重点选取我国仪器分析前辈高鸿院士作为代表性人物，以他的言行事迹讲述一个分析工作者应有的样子。高鸿先生在硝烟弥漫的1948年毅然回国，编写出我国第一部《仪器分析》教材，敢于质疑极谱分析权威，提出了19个电化学理论公式的，他的言行体现着一个分析工作者的家国情怀、求实创新精神。

3 学史崇德

培养学生优秀的学术道德和职业道德。在仪器分析的发展道路上，无数科学家和科研工作者做出了大量艰苦卓绝的探索工作, 在教学过程中可以将一些仪器分析科学家的奋斗经历作为教学素材，将正确的价值追求、理想信念、工匠精神和家国情怀等有效地传递给学生，培养学生的精益求精、吃苦耐劳、无私奉献的高尚情操，有意识引导学生从事仪器分析专业相关的工作。例如可以介绍我国仪器分析前辈在原子荧光光谱仪上的艰苦探索的故事。我国在原子荧光光谱仪的研究，开始于20世纪的八十年代。西北有色地质研究所的郭小伟，研制成功了世界上首台以溴化物无极放电灯作激发光源的首台蒸气发生-双道原子荧光谱仪，在此基础上我国的科学工作者在激发光源、蒸气发生系统、原子化器、低温原子化技术等关键技术进行了深入研究，使我国的商品仪器不断得到完善和发展，经过将近四十年的努力，蒸气发生原子荧光光谱仪是我国为数不多具有自主应自主知识产权的分析仪器。使学生认识到我国的原子荧光光谱仪在世界处于领先水平，其原因在于我国科技工作者将自主科研创新和国家重大需求相结合，通过不懈努力取得了令人骄傲的成果，可以激发学生的爱国主义情怀和专业知识探究热情，也可以让学生们体会到创业艰难以及百折不挠的学术精神。

从事仪器分析行业，不仅仅需要过硬的专业知识和实验技术，还需要良好的思想道德素质，最重要的就是诚信，这是因为仪器分析所涉及的很多行业领域，都是关乎人民健康或生命安全的重要岗位，例如食品分析、药品分析以及环境检测等。教师在授课过程中要注意培养学生科学严谨的务实精神，不可以为了一己私利而篡改实验数据或不规范实验造成数据不准确，可以举一些化学史上篡改数据和实验结果的学术不端的例子来引导学生养成健康、诚信、严谨的职业精神。例如前些年一些不法厂商将三聚氰胺添加到奶粉中，以增加蛋白质含量。2008年9月，震惊中外的“三鹿婴幼儿奶粉事件”暴露出乳制品行业的“潜规则”，国内一些知名乳品品牌也被检出其产品中检出三聚氰胺。“三鹿婴幼儿奶粉事件”中，作为三鹿集团内部的检验分析人员，面对任意添加化工原料、制作毒奶粉的事实，却不坚持道德操守，出具产品合格的报告，致使无数的婴幼儿付出了生命和健康的严重代价。作为检疫局检验技术中心没有及时指出问题，勇敢地披露真相，拖延了事情及时止损的可能性。我们要引导学生充分认识到仪器分析人员的社会责任感与使命感，教育引导他们以后在从事食品、药品的检测分析或环境监测的相关工作中，要热爱自己的职业，要严格按照国家的检验标准和要求进行工作，坚守道德和法律的底线，绝不出具不负责任的检验报告，做到科学、公平、公正。

4 学史力行

引导激励学生奋发向上，激发爱国主义情怀，树立伟大理想。我国的分析仪器，大多是国外进口，尤其是在高端先进仪器方面几乎完全依赖国外，国产核磁波谱仪、液质联用仪、X射线衍射仪国内供货量占比分别为：0.99%、1.19%、1.32%，每年在仪器的进口上的花费在200～300亿美元左右，这是我国的卡脖子问题。教师可以通过仪器分析方法在生命、环境、能源等领域中的重大应用，以及我国国产仪器产业面临的困境，提高学生对国家和社会的责任感和使命感、激发学生的爱国情怀，进而树立远大的理想解决我国科研仪器卡脖子问题。马克思明确指出“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”例如，为了研制我国第一台HF/DF化学激光器，当时的科研人员不顾条件的简陋，艰苦奋斗，当下达攻关任务之后，不同专业、不同组别的人不分彼此的团结到一起，精诚团结投入到国家任务的攻关之中，每天工作10多个小时，吃在施工现场，睡在办公场所，奋战了40多天，终于按时完成了任务。在当下，要将一代代科研工作者科技报国、科研探索精神传承下去。青年是国

家的未来和民族的希望。要引导青年大学生珍惜韶华，把学习成长同党和国家的事业紧紧联系起来、同社会和人民的需要密切结合起来，要心无旁鹜、静下心来刻苦读书，既要读“有字之书”，也要读“无字之书”，努力练好人生与事业的基本功，为将来能够科技报国打下基础。

5 结语

环境的污染会造成严重的生态破坏，危害人类的持续发展。近年来，国家明确提出了环境保护的重要举措，以科学发展、持续发展作为核心目标任务。在进行紫外可见吸收光谱这一环节的教学时，教师可以将水体苯污染检测事件作为案例，引入课堂教学中，使学生充分意识到现代城市化的不断发展以及工业化的发展都在一定程度上造成了严重的水污染。通过检测快速实现水资源的分析，促使国家大力研发循环利用技术。这一环节的教学，目标任务在于培养学生的环保意识，使其充分意识到资源的循环利用是社会持续发展的关键。